JP2002151634A - 基板放熱装置 - Google Patents
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- H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
- H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
- H01L2224/161—Disposition
- H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
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- H01L2924/1815—Shape
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＢＧＡパッケージの電子部品を搭載してなる
多層プリント配線基板において、ＢＧＡ部品から発せら
れプリント配線基板の表面および内層を伝わってくる熱
を効率よく大気放出し、熱の影響を受け易い電子部品の
誤動作や熱劣化を抑える。 【解決手段】 プリント配線基板４の表面に、ＢＧＡ部
品１に隣接して切削加工により細溝１５を設け、基板内
層でＧＮＤ層を構成する銅層（金属層）５の一部を露呈
させ、この露呈部に銅製の放熱板１２を直接半田付けし
た構造とする。
多層プリント配線基板において、ＢＧＡ部品から発せら
れプリント配線基板の表面および内層を伝わってくる熱
を効率よく大気放出し、熱の影響を受け易い電子部品の
誤動作や熱劣化を抑える。 【解決手段】 プリント配線基板４の表面に、ＢＧＡ部
品１に隣接して切削加工により細溝１５を設け、基板内
層でＧＮＤ層を構成する銅層（金属層）５の一部を露呈
させ、この露呈部に銅製の放熱板１２を直接半田付けし
た構造とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ボールグリッドア
レイパッケージの電子部品を搭載してなる多層プリント
配線基板に関する。
レイパッケージの電子部品を搭載してなる多層プリント
配線基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すようにボールグリッドアレイ
パッケージの電子部品(以下ＢＧＡ部品と称す)２０は、
アイランド２３に半導体素子２１を搭載し、アイランド
２３の底部には外部との接続用の半田ボール２２を有し
ている。同図において、符号２４はボンディングワイヤ
であり、２５は樹脂被覆である。そして、ＢＧＡ部品２
０は、上記半田ボール２２を介してプリント基板２６と
接続される。
パッケージの電子部品(以下ＢＧＡ部品と称す)２０は、
アイランド２３に半導体素子２１を搭載し、アイランド
２３の底部には外部との接続用の半田ボール２２を有し
ている。同図において、符号２４はボンディングワイヤ
であり、２５は樹脂被覆である。そして、ＢＧＡ部品２
０は、上記半田ボール２２を介してプリント基板２６と
接続される。
【０００３】以上のような構造であることから、半導体
素子２１に電流が流れた時に半導体素子２１から発せら
れる熱は、樹脂被覆２５から外気に放出される第１の経
路と、半田ボール２２からプリント基板２６を介して放
出される第２の経路とを経て大気に放出される。また、
電子部品の高密度化の進展に伴って電子部品からの放熱
は特に重要な課題となり、放熱特性を良好にすることが
重要な技術課題となっている。
素子２１に電流が流れた時に半導体素子２１から発せら
れる熱は、樹脂被覆２５から外気に放出される第１の経
路と、半田ボール２２からプリント基板２６を介して放
出される第２の経路とを経て大気に放出される。また、
電子部品の高密度化の進展に伴って電子部品からの放熱
は特に重要な課題となり、放熱特性を良好にすることが
重要な技術課題となっている。
【０００４】そこで、樹脂被覆２５を介して半導体素子
２１の上部に近接し上方への熱放出を促進する放熱ブロ
ック２７を設けること、またアイランド２３の半導体素
子搭載部の下面側に熱伝導の良好な金属板２８を接合し
ている。この様な放熱性に優れたＢＧＡ部品およびこれ
を搭載したプリントボードの提案が、例えば特開平１０
−２４７７０２号公報や特開平１１−７４４０４号公報
などにより知られているが、前記の構成と同様のため詳
細説明を省略する。
２１の上部に近接し上方への熱放出を促進する放熱ブロ
ック２７を設けること、またアイランド２３の半導体素
子搭載部の下面側に熱伝導の良好な金属板２８を接合し
ている。この様な放熱性に優れたＢＧＡ部品およびこれ
を搭載したプリントボードの提案が、例えば特開平１０
−２４７７０２号公報や特開平１１−７４４０４号公報
などにより知られているが、前記の構成と同様のため詳
細説明を省略する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術においては、アイランド２３の半導体素子搭載部の下
面側に熱伝導の良好な金属板２８を接合し、ＢＧＡ部品
からプリント基板への熱放出を促進しているので、基板
上の他の電子部品（コンデンサや抵抗等）への熱による
誤動作や熱劣化といった悪影響を更に増すことになる。
そこで、本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであ
り、ＢＧＡ部品搭載基板の放熱装置を提供しようとする
ものである。
術においては、アイランド２３の半導体素子搭載部の下
面側に熱伝導の良好な金属板２８を接合し、ＢＧＡ部品
からプリント基板への熱放出を促進しているので、基板
上の他の電子部品（コンデンサや抵抗等）への熱による
誤動作や熱劣化といった悪影響を更に増すことになる。
そこで、本発明はこの問題点に鑑みてなされたものであ
り、ＢＧＡ部品搭載基板の放熱装置を提供しようとする
ものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
発明は、ボールグリッドアレイパッケージの電子部品を
搭載した多層プリント配線基板において、基板内層で接
地層として構成される金属層の一部に放熱板を直接接続
したことを特徴とする。また、請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の基板放熱装置において、前記放熱
板は、ボールグリッドアレイパッケージの電子部品に隣
接して配置したことを特徴とする。また、請求項３に記
載の発明は、請求項１または２に記載の基板放熱装置に
おいて、多層プリント配線基板の表面の一部を取り除く
ことにより、基板内層で接地層として構成される金属層
の一部に露呈部を形成し、この露呈部に放熱板を直接接
続したことを特徴とする。また、請求項４に記載の発明
は、請求項１ないし３に記載の基板放熱装置において、
前記接地層および放熱板は、銅からなることを特徴とす
る。
発明は、ボールグリッドアレイパッケージの電子部品を
搭載した多層プリント配線基板において、基板内層で接
地層として構成される金属層の一部に放熱板を直接接続
したことを特徴とする。また、請求項２に記載の発明
は、請求項１に記載の基板放熱装置において、前記放熱
板は、ボールグリッドアレイパッケージの電子部品に隣
接して配置したことを特徴とする。また、請求項３に記
載の発明は、請求項１または２に記載の基板放熱装置に
おいて、多層プリント配線基板の表面の一部を取り除く
ことにより、基板内層で接地層として構成される金属層
の一部に露呈部を形成し、この露呈部に放熱板を直接接
続したことを特徴とする。また、請求項４に記載の発明
は、請求項１ないし３に記載の基板放熱装置において、
前記接地層および放熱板は、銅からなることを特徴とす
る。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態につい
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
の構成を示す断面図、図２は図１に対応する上面図であ
る。図１の破線矢印はプリント配線基板４での熱流れを
表している。
て図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態
の構成を示す断面図、図２は図１に対応する上面図であ
る。図１の破線矢印はプリント配線基板４での熱流れを
表している。
【０００８】先ず全体構成について説明する。プリント
配線基板４は、プリント配線層である銅層（金属層）を
６層に有する多層基板であり、そのうち上層から１，
２，５，６層目の銅層７ ，８ ，９，１０は各々回路配
線パターンを構成し、３層目の銅層５ は接地層を構成
している（以下この３層目の銅層５ をＧＮＤ層とい
う）。また４層目の銅層６ は電源（Ｖｃｃ）層を構成
していて、各銅層間はガラスエポキシ樹脂などによりな
る樹脂層１１で絶縁されている。そして、ＢＧＡ部品１
の接地（ＧＮＤ）配線用として、プリント配線基板４に
はスルーホール３が形成されており、このスルーホール
３は銅メッキが施されＧＮＤ層５と電気的および熱的に
通じている。また、このプリント配線基板４には、コン
デンサや抵抗などの熱影響を受け易い電子部品１８やコ
ネクタなど（図示しない）が搭載され、これら各電気端
子に対応した位置に、各端子がそれぞれ挿入されるスル
ーホール（図示しない）が設けられている。
配線基板４は、プリント配線層である銅層（金属層）を
６層に有する多層基板であり、そのうち上層から１，
２，５，６層目の銅層７ ，８ ，９，１０は各々回路配
線パターンを構成し、３層目の銅層５ は接地層を構成
している（以下この３層目の銅層５ をＧＮＤ層とい
う）。また４層目の銅層６ は電源（Ｖｃｃ）層を構成
していて、各銅層間はガラスエポキシ樹脂などによりな
る樹脂層１１で絶縁されている。そして、ＢＧＡ部品１
の接地（ＧＮＤ）配線用として、プリント配線基板４に
はスルーホール３が形成されており、このスルーホール
３は銅メッキが施されＧＮＤ層５と電気的および熱的に
通じている。また、このプリント配線基板４には、コン
デンサや抵抗などの熱影響を受け易い電子部品１８やコ
ネクタなど（図示しない）が搭載され、これら各電気端
子に対応した位置に、各端子がそれぞれ挿入されるスル
ーホール（図示しない）が設けられている。
【０００９】高発熱性の半導体、例えばＣＰＵで構成さ
れるＢＧＡ部品１より発する熱は、その上面から放熱さ
れるだけでなく、半田ボール２の密度が高くプリント配
線基板４との隙間が小さいため、プリント配線基板４の
表面および内層にも放熱される。図１，２では、ＢＧＡ
部品１の上面からの放熱を促進するため、格子状のフィ
ンを持ち高い放熱作用を有する放熱フィン１９をこの上
面に配置している。プリント配線基板４への放熱は、Ｂ
ＧＡ部品１全体の半田ボール（ピン）２の約１５〜２０
％がＧＮＤピン２aであり、かつＧＮＤ層５は熱伝導率
の高い銅からなる大面積（ベタパターン）の銅層を形成
しているので、スルーホール３を介してＧＮＤ層５に伝
わる熱量が最も多い。そこでＧＮＤ層５に放熱板１２を
設け、基板の放熱を効率的に行なう。
れるＢＧＡ部品１より発する熱は、その上面から放熱さ
れるだけでなく、半田ボール２の密度が高くプリント配
線基板４との隙間が小さいため、プリント配線基板４の
表面および内層にも放熱される。図１，２では、ＢＧＡ
部品１の上面からの放熱を促進するため、格子状のフィ
ンを持ち高い放熱作用を有する放熱フィン１９をこの上
面に配置している。プリント配線基板４への放熱は、Ｂ
ＧＡ部品１全体の半田ボール（ピン）２の約１５〜２０
％がＧＮＤピン２aであり、かつＧＮＤ層５は熱伝導率
の高い銅からなる大面積（ベタパターン）の銅層を形成
しているので、スルーホール３を介してＧＮＤ層５に伝
わる熱量が最も多い。そこでＧＮＤ層５に放熱板１２を
設け、基板の放熱を効率的に行なう。
【００１０】次に放熱装置について説明する。プリント
配線基板４の表面には、ＢＧＡ部品１に隣接して切削加
工などによる細溝１５を設け、ＧＮＤ層５を一部露呈さ
せる。そして、このＧＮＤ層露呈部に放熱板１２の下端
（側面）を直接半田付けにより取り付ける。放熱板１２
は、ＢＧＡ部品１より長い長方形状で熱伝導が良好な銅
板である。放熱板１２の取り付けは、上述では半田付け
としているが、熱伝導率の高い接着剤でも良い。また予
め図３に示すように放熱板１２の下端に取付用ピン１３
をいくつかろう付けなどにより接合し、プリント配線基
板４にはこの取付用ピン１３を通す孔１６と、銅層１０
にランド付クリアランス（図示しない）を設けて、取付
用ピン１３の端を半田付けすることで放熱板１２の取付
け強度を増すのも良い。また、放熱板１２と細溝１５の
間隙に半田盛り１７、あるいは熱伝導率の高い接着剤ま
たはグリスを充填し、放熱板１２とプリント配線基板４
の熱的接続を強化することが好ましい。
配線基板４の表面には、ＢＧＡ部品１に隣接して切削加
工などによる細溝１５を設け、ＧＮＤ層５を一部露呈さ
せる。そして、このＧＮＤ層露呈部に放熱板１２の下端
（側面）を直接半田付けにより取り付ける。放熱板１２
は、ＢＧＡ部品１より長い長方形状で熱伝導が良好な銅
板である。放熱板１２の取り付けは、上述では半田付け
としているが、熱伝導率の高い接着剤でも良い。また予
め図３に示すように放熱板１２の下端に取付用ピン１３
をいくつかろう付けなどにより接合し、プリント配線基
板４にはこの取付用ピン１３を通す孔１６と、銅層１０
にランド付クリアランス（図示しない）を設けて、取付
用ピン１３の端を半田付けすることで放熱板１２の取付
け強度を増すのも良い。また、放熱板１２と細溝１５の
間隙に半田盛り１７、あるいは熱伝導率の高い接着剤ま
たはグリスを充填し、放熱板１２とプリント配線基板４
の熱的接続を強化することが好ましい。
【００１１】以上の構成により、ＢＧＡ部品１から発せ
られプリント配線基板４の表面および内層に伝わってく
る熱を、放熱板１２により効率よく大気放出し、熱の影
響を受け易い電子部品の誤動作や熱劣化を抑えることが
できる。また、ＧＮＤ層の一部露呈および放熱板作成は
特別複雑な加工作業を必要とせず、放熱板の取付けにお
いては電子部品の実装と同様に半田付け作業で済むの
で、安価で簡単に実施することができる。そして、プリ
ント配線基板が特に大型化することもなく、実用上の価
値は極めて高い。
られプリント配線基板４の表面および内層に伝わってく
る熱を、放熱板１２により効率よく大気放出し、熱の影
響を受け易い電子部品の誤動作や熱劣化を抑えることが
できる。また、ＧＮＤ層の一部露呈および放熱板作成は
特別複雑な加工作業を必要とせず、放熱板の取付けにお
いては電子部品の実装と同様に半田付け作業で済むの
で、安価で簡単に実施することができる。そして、プリ
ント配線基板が特に大型化することもなく、実用上の価
値は極めて高い。
【００１２】なお、放熱板１２の材質としては、熱伝導
率の高い銅を用いるのが好適であるが、これに限らず銅
タングステンやアルミニウム等を用いることも可能であ
る。また、本実施例では細溝１５および放熱板１２は直
線状のものとしているが、部品配置と合わせ自由な形状
とすればよく直線状に限ったものでない。また、放熱板
取り付け位置は、プリント配線基板４の下層側すなわち
ＢＧＡ搭載裏面側からＧＮＤ層５を一部露呈させ、ここ
に放熱板１２を取り付けても良い。また、電源層６にあ
っても、ＧＮＤ層５と同様に大面積の銅層を形成し、Ｂ
ＧＡ部品１の電源ピンはＧＮＤピンとほぼ同数であるこ
とから、プリント配線基板４の放熱をＧＮＤ層と同等の
効率で行なうことができるので、電源層６に放熱板を取
り付けても良い。
率の高い銅を用いるのが好適であるが、これに限らず銅
タングステンやアルミニウム等を用いることも可能であ
る。また、本実施例では細溝１５および放熱板１２は直
線状のものとしているが、部品配置と合わせ自由な形状
とすればよく直線状に限ったものでない。また、放熱板
取り付け位置は、プリント配線基板４の下層側すなわち
ＢＧＡ搭載裏面側からＧＮＤ層５を一部露呈させ、ここ
に放熱板１２を取り付けても良い。また、電源層６にあ
っても、ＧＮＤ層５と同様に大面積の銅層を形成し、Ｂ
ＧＡ部品１の電源ピンはＧＮＤピンとほぼ同数であるこ
とから、プリント配線基板４の放熱をＧＮＤ層と同等の
効率で行なうことができるので、電源層６に放熱板を取
り付けても良い。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、ボールグリッドア
レイパッケージの電子部品（ＢＧＡ部品）を搭載した多
層プリント配線基板において、基板内層で接地層（ＧＮ
Ｄ層）として構成される金属層の一部に放熱板を直接接
続した構造としたことにより、ＢＧＡ部品から熱放され
プリント配線基板表面および内層に伝わってきた熱を効
率よく大気放熱することができ、熱の影響を受け易い電
子部品の誤動作や熱劣化を抑えることができる。
レイパッケージの電子部品（ＢＧＡ部品）を搭載した多
層プリント配線基板において、基板内層で接地層（ＧＮ
Ｄ層）として構成される金属層の一部に放熱板を直接接
続した構造としたことにより、ＢＧＡ部品から熱放され
プリント配線基板表面および内層に伝わってきた熱を効
率よく大気放熱することができ、熱の影響を受け易い電
子部品の誤動作や熱劣化を抑えることができる。
【００１４】なお、放熱板をＢＧＡ部品に隣接して設け
るようにすれば、ＢＧＡ部品の周囲に配置された電子部
品に熱が伝わる前に効率良く放熱でき、熱影響による電
子部品の誤動作や熱劣化を抑える効果は更に大きくな
る。
るようにすれば、ＢＧＡ部品の周囲に配置された電子部
品に熱が伝わる前に効率良く放熱でき、熱影響による電
子部品の誤動作や熱劣化を抑える効果は更に大きくな
る。
【００１５】また、多層プリント配線基板の表面の一部
を取り除いてＧＮＤ層の一部に露呈部を形成し放熱板を
直接接続すれば、特別複雑な加工作業を必要とせず、放
熱板の取付けも容易なので、安価で簡単に上述した効果
を奏することができる。
を取り除いてＧＮＤ層の一部に露呈部を形成し放熱板を
直接接続すれば、特別複雑な加工作業を必要とせず、放
熱板の取付けも容易なので、安価で簡単に上述した効果
を奏することができる。
【００１６】更に、ＧＮＤ層および放熱板として、熱伝
導率の高い銅を用いれば、放熱効率がより高まり、熱影
響による電子部品の誤動作や熱劣化をより抑制すること
ができる。
導率の高い銅を用いれば、放熱効率がより高まり、熱影
響による電子部品の誤動作や熱劣化をより抑制すること
ができる。
【図１】本発明の一実施形態によるプリント配線基板の
構成を示す断面図。
構成を示す断面図。
【図２】本発明の一実施形態によるプリント配線基板の
構成を示す上面図。
構成を示す上面図。
【図３】本発明の放熱板の取り付け方法の説明図。
【図４】ＢＧＡパッケージの電子部品断面図の例。
１ ボールグリッドアレイパッケージの電子部品(ＢＧ
Ａ部品) ２ 半田ボール ２ａ ＧＮＤ
ピン ３ スルーホール ４ プリント
配線基板（６層板） ５ ＧＮＤ層 ６ 電源層 ７〜１０ 銅層（金属層） １１ 樹脂層 １２ 放熱板 １３ 放熱板
取付用ピン １４ 半田付け １５ 細溝 １７ 半田盛り １８ 熱影響
を受け易い電子部品 ２０ ＢＧＡ部品 ２１ 半導体
素子 ２２ 半田ボール ２３ アイラ
ンド ２５ 樹脂被覆 ２６ プリン
ト基板 ２７ 放熱ブロック ２８ 金属板
Ａ部品) ２ 半田ボール ２ａ ＧＮＤ
ピン ３ スルーホール ４ プリント
配線基板（６層板） ５ ＧＮＤ層 ６ 電源層 ７〜１０ 銅層（金属層） １１ 樹脂層 １２ 放熱板 １３ 放熱板
取付用ピン １４ 半田付け １５ 細溝 １７ 半田盛り １８ 熱影響
を受け易い電子部品 ２０ ＢＧＡ部品 ２１ 半導体
素子 ２２ 半田ボール ２３ アイラ
ンド ２５ 樹脂被覆 ２６ プリン
ト基板 ２７ 放熱ブロック ２８ 金属板
Claims (4)
- 【請求項１】 ボールグリッドアレイパッケージの電子
部品を搭載した多層プリント配線基板において、基板内
層で接地層として構成される金属層の一部に放熱板を直
接接続したことを特徴とする基板放熱装置。 - 【請求項２】 前記放熱板は、ボールグリッドアレイパ
ッケージの電子部品に隣接して配置したことを特徴とす
る請求項１に記載の基板放熱装置。 - 【請求項３】 多層プリント配線基板の表面の一部を取
り除くことにより、基板内層で接地層として構成される
金属層の一部に露呈部を形成し、この露呈部に放熱板を
直接接続したことを特徴とする請求項１または２に記載
の基板放熱装置。 - 【請求項４】 前記接地層および放熱板は、銅からなる
ことを特徴とする請求項１ないし３に記載の基板放熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000341046A JP2002151634A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 基板放熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000341046A JP2002151634A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 基板放熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002151634A true JP2002151634A (ja) | 2002-05-24 |
Family
ID=18815846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000341046A Pending JP2002151634A (ja) | 2000-11-08 | 2000-11-08 | 基板放熱装置 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007028129A (ja) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 高周波受信装置 |
| CN100417312C (zh) * | 2005-09-06 | 2008-09-03 | 威盛电子股份有限公司 | 具有改善散热结构的印刷电路板及电子装置 |
| US8779297B2 (en) | 2011-06-09 | 2014-07-15 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Heat release device |
| CN104582404A (zh) * | 2013-10-09 | 2015-04-29 | 英业达科技有限公司 | 具有散热结构的电子装置及散热结构 |
| KR101730650B1 (ko) * | 2008-11-19 | 2017-04-26 | 소니 주식회사 | 실장 기판 및 반도체 모듈 |
| JP2017152743A (ja) * | 2017-05-25 | 2017-08-31 | 株式会社ニコン | 撮像ユニット及び撮像装置 |
| JP2017229124A (ja) * | 2016-06-20 | 2017-12-28 | 三菱電機株式会社 | Ｄｃブラシレスモータおよび換気送風機 |
-
2000
- 2000-11-08 JP JP2000341046A patent/JP2002151634A/ja active Pending
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